Как написать электронно-графическую формулу

Содержание:

1. Составление электронно-графических формул: теория и практика
2. Шаг 1: Определение электронных орбиталей
3. Шаг 2: Запись электронно-графических формул
4. Шаг 3: Пример составления электронно-графической формулы
5. Шаг 4: Заполнение электронных уровней
6. Шаг 5: Заполнение d-уровня
7. Выводы

Составление электронно-графических формул: теория и практика

Для того чтобы научиться составлять электронно-графические формулы, необходимо иметь понимание о строении атомного ядра. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, в то время как электроны находятся на электронных орбиталях вокруг ядра. Для этого процесса понадобятся: ручка, бумага для записей и периодическая система элементов (таблица Менделеева).

Шаг 1: Определение электронных орбиталей

Электроны в атоме занимают свободные орбитали в определенной последовательности, называемой шкалой энергии. Эта последовательность выглядит следующим образом: 1s / 2s, 2p / 3s, 3p / 4s, 3d, 4p / 5s, 4d, 5p / 6s, 4d, 5d, 6p / 7s, 5f, 6d, 7p. На каждой орбитали могут располагаться два электрона с противоположными спинами – направлениями вращения.

Шаг 2: Запись электронно-графических формул

Структуру электронных оболочек можно выразить с помощью графических электронных формул, используя матрицу. В одной ячейке матрицы может располагаться один или два электрона с противоположными спинами. Электроны изображаются стрелками. Матрица наглядно показывает, что на s-орбитали может располагаться два электрона, на p-орбитали – 6, на d-орбитали – 10, а на f-орбитали – 14.

Шаг 3: Пример составления электронно-графической формулы

Давайте рассмотрим принцип составления электронно-графической формулы на примере марганца. Найдите марганец в таблице Менделеева. Его порядковый номер 25, что означает, что в атоме у него 25 электронов. Марганец является элементом четвертого периода.

Шаг 4: Заполнение электронных уровней

Запишите порядковый номер и символ элемента рядом с матрицей. В соответствии со шкалой энергии заполоните последовательно 1s, 2s, 2p, 3s, 3p и 4s уровни, вписывая по два электрона в каждую ячейку. Получится 2+2+6+2+6+2=20 электронов. Эти уровни будут полностью заполнены.

Шаг 5: Заполнение d-уровня

У вас осталось еще пять электронов и незаполненный 3d-уровень. Расположите электроны в ячейках d-подуровня, начиная с левой стороны. Электроны с одинаковыми спинами разместите в ячейках по одному. Если все ячейки заполнены, начиная слева, добавьте второй электрон с противоположным спином. У марганца будет пять d-электронов, расположенных по одному в каждой ячейке.

Выводы

Электронно-графические формулы являются наглядным способом представления структуры атомов и помогают определить количество неспаренных электронов, которые определяют валентность. Однако стоит помнить, что химия – наука исключений. У атомов побочных подгрупп Периодической системы могут возникать ситуации, когда электрон "проскакивает" из одного уровня в другой. Также существует понятие возбужденного состояния атома, когда спаренные электроны распариваются и переходят на соседние орбитали. Поэтому при составлении электронно-графических формул элементов пятого и последующих периодов побочной подгруппы следует проверять информацию в справочнике.